基于国家自然科学基金面上项目和国家创新群体基金项目，建立了基于二阶理论的数值模拟与物理模拟的二阶耦合模型。解决了以往耦合模型不能有效抑制物理模拟过程中衍生的自由伪谐波、不能准确维持数值波浪固有非线性成分的问题；同时，考虑了数值波浪沿造波机分布的不均匀和非线性，可保证数值波浪与物理波浪传播的空间连续性，充分发挥数值模型适用于大范围波浪的模拟和物理模型适用于局部复杂波浪及其与工程建筑物作用的模拟。图2给出了三维波浪试验时耦合波浪试验结果与数值模拟波浪结果的对比，可以看出二者是一致的，证明了所建立的耦合方法的有效性。

多向不规则波浪是海洋中真实的波浪，以往关于波浪与建筑物作用的研究多是基于单向波浪进行的，忽略了波浪的方向分布的影响。本项目基于国家重点基础研究发展计划、国家创新群体基金，通过物理模型实验和数值模拟的方法，对多向不规则波浪与大尺度墩柱及群墩的作用进行了系统研究，重点分析了波浪方向分布对墩柱所受波浪荷载的影响。图3给出了实验和计算时，多向不规则波浪与大尺度墩柱作用模拟的示意图。

畸形波是一种极端、特殊的波浪，对海上结构物构成极大威胁。本项目基于国家创新群体基金、国家自然科学基金项目，通过物理模拟和数值模拟的方法，对畸形波的生成机理、生成概率和其对结构物的作用开展研究。图1给出了由波浪不稳定性形成的畸形波小波能谱在畸形波形成前后的变化。